Цвет

Взаимодействие между цветными кварками переносятся цветными глюонами. В тличие от кварков глюоны имеют цветоые характеристики – цвет + антицвет. Силы взаимодействия между кварками называют цветными. Кварки имеют цветные заряды и объединяются в адроны так, что получаются бесцветные комбинации. Можно проследить аналогию со строением атома. Так же как из комбинации отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ядер получаются нейтральные атомы, так и из цветных кварков получаются бесцветные адроны. В природе допустимы только бесцветные состояния составных систем из кварков и глюонов. Поэтому мы не видим отдельные цветные кварки, а видим только их бесцветные комбинации в виде адронов.

Конфайнмент (1)

Конфайнмент — удержание цветных кварков и глюонов внутри бесцветных адронов. Согласно модели кварков все адроны состоят из кварков. Переносчиками сильного взаимодействия между кварками являются глюоны. Кварки и глюоны характеризуются квантовым числом цвет. Однако ни в природе, ни в экспериментах при высоких энергиях кварки и глюоны в свободном состоянии в виде цветных объектов не обнаружены. Гипотеза конфайнмента состоит в том, что кварки и глюоны могут существовать только в связанном состоянии внутри адрона. Для того чтобы не дать возможности кваркам покинуть адрон, силы связывающие кварки в адроне должны возрастать с увеличением расстояния между кварками. В то же время известно, что между адронами не действуют такие силы, т.к адроны существуют изолированно друг от друга. Эти характерная особенности сильного цветного взаимодействия, связывающего цветные частицы, позволяют объяснить, почему не наблюдаются комбинации из двух или четырех кварков.

Конфайнмент (2)

Таким образом, возникает ситуация, когда структурные составляющие адрона невозможно выделить в свободном состоянии, что принципиально меняет ситуацию, которая наблюдалась в иерархической структуре материи. Молекулы можно расщепить на отдельные атомы, атомы — на ядра и электроны, ядра — на нуклоны. Поэтому, чтобы сделать определенные заключения о свойствах кварков по известным свойствам адронов, необходимы некоторые предположения относительно законов, определяющих поведение кварков. В частности, кварки должны описываться на основе тех же общих принципов, что и наблюдаемые характеристики адронов, т.е. принципов квантовой механики и специальной теории относительности. Квантовые характеристики адронов должны определяться квантовыми характеристиками кварков. Должно существовать несколько типов кварков для объяснения всей наблюдаемой совокупности адронов. Кварки должны обладать полуцелым спином, и на них должен распространяться принцип Паули.

Выводы

1. Кварки – фундаментальные частицы Стандартной модели, из которых состоят адроны. Кварки являются фермионами, имеют спин J 1 / 2 .

2. Кварки объединяются в три семейства u	c	t .
d	s	b

3.Кварки имеют квантовые числа изоспин I , странность S , чарм c , bottom b , top t .

4.Все кварки имеют цветовой заряд одного из трёх типов – красный, синий, зелёный. Взаимодействие между кварками называют цветным.

5.u-, c-, t-кварки имеют электрический заряд Q 2 / 3 e . d-, s-, b-кварки имеют электрический заряд Q 1/ 3 e .

6.Все кварки имеют барионный заряд B 1/ 3 . Все антикварки имеют барионный заряд B 1/ 3 . В замкнутой системе суммарный барионный заряд сохраняется.

7.Все кварки имеют положительную четность P(q) 1. Все антикварки имеют отрицательную четность P(q) 1.

8.Конфайнмент – удержание цветных кварков и глюонов внутри бесцветных адронов.